I dialog med Telge Nät har det framkommit området Rännilslunden i Östertälje kunde fungera som en fallstudie för denna utredning eftersom det finns behov av att utveckla dagvattenhanteringen med fokus på förbättring av dagvattenkvalitet. Detta arbete har utförts med syftet att utreda föroreningsstatus och flödesbelastning för området och utarbeta ett ekonomiskt rimligt och hållbart åtgärdsförslag till förbättring av befintlig dagvattenkvalitet för att uppnå god kemisk och ekologisk status. Beräkning av fördröjningsmagasin och flödesbelastning baseras på Svenskt vattens publikationer (P110, P90, P104 och P105). Föroreningsbelastning, reningseffekt och utformning av föreslagen reningsanläggning utfördes med hjälp av den Excelbaserade dagvatten- och recipientmodellering webprogrammet StormTac version 20.2.2.   Resultatet av beräkningen visade att utredningsområdets tillkortakommanden beträffande kapacitet inte var det största problemet. Ett fördröjningsmagasin med volymen 509 m3 räcker till för att lösa kapacitetsproblemen, men för att förbättra dagvattenkvaliteten behövs längre uppehållstider, vilket resulterar i ett betydligt större magasin (1800 m3). Modelleringen gjord i StormTac visade att befintligt dagvattensystem överskrider föreslagna riktvärden för Igelstaviken. Med avseende att förbättra renheten på dagvattnet från området har tre åtgärdsförslag tagits fram, vilket kompletterats med en kostnadsberäkning. Föroreningsreduktion och utformning av anläggningen samt reningseffekten modellerades i StormTac. Åtgärdsförslagen inkluderar anläggning av en damm med omhändertagande av 20,15 och 10 millimeter nederbörd med en rening av vatten på 90%, 86% respektive 76%. Dessa åtgärdsförslag uppnådde målen för rening enligt rådande miljökvalitetsnorm och Södertälje kommuns VA-policy. Åtgärdsförslagen skilde sig marginellt gällande reducering av föroreningshalter och kostnadseffektivitet.   En nedströmslösning i form av en fördröjning/reningsdamm dimensionerad för att kunna hantera 20 millimeter nederbörd kan vara optimal för Rännilslunden om den utformas med en reglervolym för fördröjning av flödet från ett 30-årsregn och maximalt regndjup om 30 millimeter. Denna fördröjning/reningsdamm bidrar till ett dagvatten som uppfyller miljökvalitetsnormerna.   Den planerade dammens reningseffekt för näringsämnen ligger kring 50% för fosfor och 25% för kväve, upp till 50–70% för tungmetaller (lägre värdet för kvicksilver) och cirka 60 % för suspenderat material (StormTac databas v.20.2.2). Denna typ av lösning förbättrar dagvattnets kvalitet avsevärt ur ett kemiskt och ekologiskt perspektiv. Fördröjning/reningsdamm är en bra lösning, både ur hållbarhetsperspektiv och kostnadseffektivitet, men också ur en estetisk synvinkel. En fördröjnings-/reningsdamm reducerar effektivt flödet, föroreningshalter samt föroreningsmängder, vilket gör att miljökvalitetsnormerna uppfylls i Södertälje kommun, men bidrar också till det estetiska och ekologiska värdet.

Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) is a group of man-made, highly persistent chemicals. Due to the specific surface-active attributes of these molecules, applications are numerous and feed an economically important industry. During the last decade, PFASs have been detected globally in the environment, living organisms and tap water. The combination of toxic properties and high bioaccumulative potential, together with the discovery that conventional water treatment methods do not remove PFAS, renders further research on purification methods highly needed.  Three techniques of purifying water from PFASs were examined. Nanofiltration technology (NF) is a membrane filtration technique, which produces a purified product (the permeate) by generating an effluent of high contaminant concentration (the reject water). To decontaminate the reject water, adsorption by granular activated carbon (GAC) or anion exchange (AE) have been proposed. The efficiency of these three technologies was studied at Bäcklösa drinking water treatment plant (DWTP) in Uppsala. A nanofiltration pilot with two 270NF membranes (Dow Filmtech™), connected in series, was used. A high removal efficiency (>90%) was found for all PFASs. Furthermore, it was confirmed that the concentration in the permeate water was a function of the concentration in the incoming raw water; increased PFAS raw water concentration resulted in increased PFAS permeate concentration. Size-exclusion and electrostatic repulsion were deemed important mechanisms. For the comparison of GAC (Filtrasorb 400®) and AE (Purolite® A-600), a column experiment was set up. The perfluoroalkane (-alkyl) sulfonic acids (PFSAs) and perfluorooctanesulfonamide (FOSA) had similar removal efficiencies using both GAC and AE, and the efficiency increased with increasing chain length. AE was found to have a higher average removal efficiency of perfluoroalkyl carboxylic acid (PFCAs) (62-95%) than GAC (49-81%). In conclusion, longer chain length PFASs were removed more effectively than shorter-chained, and the PFSAs and FOSA showed higher removal efficiency compared to the PFCAs. Furthermore, linear isomers were removed more effectively than branched for GAC and AE. In contrast, the opposite was found for the NF membrane, where branched isomers were better retained. / Per- och polyfluorerade alkylsubstanser (PFAS) är en grupp syntetiska, ytterst persistenta kemikalier. På grund av deras ytaktiva egenskaper är de lämpliga för användning i många produkter och tillverkningsprocesser, och är således viktiga för en ekonomiskt betydande industri. Under det senaste årtiondet har PFAS påträffats i miljön, levande organismer och kranvatten världen över.  Kombinationen av toxiska egenskaper, en hög bioackumuleringspotential och upptäckten att konventionella reningsmetoder inte avlägsnar substanserna från vatten, gör att vidare forskning av reningsmetoder för PFAS är mycket angelägen. Tre reningsteknikers förmåga att rena vatten från PFAS undersöktes. Nanofiltrering (NF) är en membranfiltreringsteknik som utöver den renade produkten, permeatet, även framställer en biprodukt av hög föroreningsgrad, rententatet. För att rena rententatet har adsorption till granulärt aktivt kol (GAC) eller jonbytarmassa (AE) föreslagits. Teknikerna utvärderades på Bäcklösa Vattenverk i Uppsala.  Nanofiltreringen undersöktes i en pilotanläggning där två 270NF (Dow Filmtech™) membran var seriekopplade. En hög reningsgrad (>90%) konstaterades för alla typer av PFAS. Vidare visades PFAS-koncentrationen i permeatet vara en funktion av PFAS-koncentrationen i råvattnet; en ökad råvattenkoncentration gav en ökad permeatkoncentration. Storleksseparation och elektrostatisk repulsion befanns vara viktiga mekanismer som påverkade reningsgraden. För att undersöka de mekanismer som påverkar PFAS-adsorption jämfördes GAC (Filtrasorb 400®) och AE (Purolite® A-600) i ett kolonnexperiment. Reningsgraden för GAC och AE av perfluorerade sulfonsyror (PFSA) och perfluorooktan sulfonamider (FOSA) var lika hög och reningseffektiviteten ökade med ökande kolkedjelängd. AE återfanns ha en högre genomsnittlig reningsgrad av perfluorkarboxylsyror (PFCA) (62-95%) än GAC (49-81%). Sammanfattningsvis avlägsnades PFAS av längre kolkedjelängd mer effektivt än kortare kolkedjor, och PFAS med sulfonsyror och sulfonamider som funktionella grupper uppvisade en högre reningsgrad än karboxylsyrorna. Vidare renades linjära isomerer mer effektivt än grenade både genom GAC och AE. Däremot konstaterades det motsatta för NF-membranen, där grenade isomerer renades mer effektivt. / SafeDrink

Hamrebäcken rinner genom östra delen av Västerås och har Mälaren som recipient. Under bäckens flödesväg tillkommer dagvatten och föroreningar i form av näringsämnen och tungmetaller från dess avrinningsområde. Bäcken utgör ett av de mest prioriterade vattendragen i Västerås gällande utsläpp av dagvatten. Detta examensarbete har utförts med syftet att utreda föroreningssituationen för Hamrebäcken och hur dess recipient Mälaren påverkas. Examensarbetet syftade även till att undersöka reningseffekten för en befintlig dagvattendamm samt att utifrån ett kostnads- och reningsperspektiv beskriva ett antal åtgärdsförslag för att uppnå en förbättring av bäckens ekologiska och kemiska status. Utvärdering av Hamrebäckens föroreningsbelastning samt reningseffekt för befintlig dagvattendamm och åtgärdsförslag utfördes med hjälp av den Excelbaserade dagvatten- och recipientmodellen StormTac.   Resultatet från studien visade att den modellerade belastningen från flera av bäckens delavrinningsområden överskrider föreslagna riktvärden för mindre vattendrag. Den totala belastningen från Hamrebäckens avrinningsområde överskrider i fallet för föroreningarna bly och suspenderat material även föreslagna riktvärden för Mälaren. Modellering av den befintliga dammen indikerar att anläggningen är underdimensionerad i förhållande till dess belastningsyta. Dammens reningseffekt uppnår inte heller effektmålen i Västerås stads handlingsplan för dagvatten. Ett förslag om utbyggnation av dammen har tagits fram utifrån litteraturstudie och tillgänglig yta för åtgärden. Den simulerade ombyggnationen uppnådde inte uppsatta effektmål men gav en betydande ökning i reningseffekt. Åtgärder som syftar till att öka dammens avskiljningsförmåga bör därför utredas ytterligare.   Fyra ytterligare åtgärdsförslag togs fram och reningseffekten av dessa modellerades i StormTac. Detta inkluderade två olika placeringar av dagvattendammar, en skärmbassäng med flytande våtmark, samt en konstruerad våtmark. Från genomförd modellering rekommenderas vidare utredning av åtgärdsförslagen inkluderande ett anläggande av en skärmbassäng med flytande våtmark, alternativt en konstruerad våtmark. Detta då dessa åtgärdsförslag uppnådde effektmålen för rening enligt Västerås stads handlingsplan för dagvatten. Åtgärdsförslagen skilde sig något åt gällande kostnadseffektivitet. Detta ansågs dock inte ensamt vara argument nog för att motivera anläggning av något åtgärdsförslag till följd av osäkerheter i det beräknade resultatet. Att en skärmbassäng kan utföras i närtid och inte kräver några ingrepp i avrinningsområdet kan anses som ytterligare argument för installation av anläggningen. En konstruerad våtmark kan i sin tur motiveras med att anläggningen bidrar till att höja det estetiska och ekologiska värdet av området. Dessa argument bör beaktas i valet av metod och det fortsatta arbetet med att minska områdets föroreningsbelastning och förbättra bäckens ekologiska och kemiska status. / Hamrebäcken is a small stream in Västerås, which flows through the eastern part of the city. Along it’s course to Lake Mälaren, the stream receives polluted stormwater containing such as heavy metals and nutrients. The primary objective of this master thesis was to investigate the level of pollutants in Hamrebäcken. A secondary objective was to study the reduction efficiency of an existing wet stormwater treatment pond in the area, and propose ways in which to achieve a higher ecological and chemical status for the stream. The stormwater and recipient software model StormTac was used to estimate the level of pollutants and to investigate the reduction efficiencies of different stormwater treatment facilities.   The study revealed that pollutant levels were too high for several of the subwatersheds, based on the recommended guidance for small streams. The pollutant load for the total watershed exceeded the guidance levels for Lake Mälaren for lead and suspended solids. Modelling the reduction efficiency of the existing wet pond indicated that the pond’s size was inadequate to cater for the quantity of incoming stormwater in need of treatment. Subsequently, the pollution reduction efficiency of the pond was not meeting those objectives set out in the Stormwater Action Plan developed by Västerås municipality. A proposal for rebuilding the pond was therefore developed, taking into account the existing conditions of the area and using recommendations from literature. When modeled in StormTac, the modified pond showed a substantial increase in reduction efficiency compared to that of the existing pond. Despite not reaching the objectives of the Action Plan, this suggested that it would be beneficial to investigate measures that increase the reduction efficiency of the existing wet pond further. As a result, an additional four alternatives for reducing the pollutant load of Hamrebäcken were developed using StormTac. These consisted of two wet stormwater treatment ponds at different locations within the watershed, a screen basin with floating treatment wetlands, and a constructed wetland.   The modeling revealed that the most feasible of the investigated measures was an installation of either a screen basin with floating treatment wetlands or a constructed wetland, both measures adjacent to the outlet of Hamrebäcken. This was mainly due to the modeled reduction capacity of these measures where the reduction objectives of the Action Plan were reached. A difference in cost effectiveness was found between the different measures. This was however not considered to solely be argument to justify the implementation of a certain measure due to uncertainties in the modelled result. The fact that a screen basin can be installed in the near future and without occupying space in the watershed are additional arguments for the use of this measure. A constructed wetland can in return be motivated by a potential increase in esthetic and ecological value of the area. These arguments should be considered in the continued investigation of choosing a measure for reducing the pollutant load of Hamrebäcken and to achieve a higher ecological and chemical status for the stream.